يُستخدم كل من مستشعر الضغط التماثلي المدمج من النوع اللاصق وجهاز إرسال ضغط العمليات الذكي HART لقياس الضغط.
على الرغم من أن الغرض من استخدام هذه الأجهزة يكاد يكون متطابقًا، إلا أن مواصفاتها الفنية تختلف اختلافًا كبيرًا بين الأنواع المختلفة، وهو ما ينعكس على العديد من الجوانب مثل دقة أو دقة القياس.
بمجرد تحديد هذه التفاصيل بوضوح، ستعرف الأداة الأنسب لاحتياجاتك.
تتناول هذه المقالة كل نوع من هذه الأنواع بالتفصيل، إلى جانب مزاياها وقيودها، لمساعدتك على الاختيار الصحيح.
يستخدم حساس الضغط المدمج تقنيات مختلفة، بما في ذلك الحساسات الانضغاطية وحساسات الضغط الخزفية ذات الأغشية السميكة وحساسات الضغط المعدنية ذات الأغشية الرقيقة.
تقوم هذه الحساسات بتحويل قياس الضغط الفيزيائي إلى إشارة إلكترونية تناظرية.
يوفر مستشعر الضغط المدمج عدداً من المزايا:
أولاً، مستشعر الضغط المدمج أقل تكلفة بشكل عام من محول الضغط.
ثانيًا، محول الضغط المدمج أصغر حجمًا وأخف وزنًا من جهاز إرسال الضغط، مما يسهل تركيبه في الأماكن الضيقة مثل الآلات. وهي تُستخدم عادةً في صناعة الطيران والسيارات والمعدات الصناعية والتطبيقات الطبية.
ومع ذلك، فإن استخدام مستشعر الضغط المدمج له عدد من العيوب.
يحتوي مستشعر الضغط المدمج على نطاق ثابت مقارنةً بمستشعر الضغط HART الذكي. لا يمكن ضبط نطاق الضغط من قبل المستخدم.
دائمًا ما تكون إشارة محول الضغط أكثر ضوضاءً من إشارة جهاز إرسال الضغط. لا يوفر حساس الضغط المدمجإمكانية التعويض الخطي أو تعويض درجة الحرارة. حساس الضغط المدمجأقل دقة من جهاز إرسال الضغط الذكي HART.
وبدون تعويض درجة الحرارة، تتغير نقطة الصفر في حساس الضغط المدمج مع تغير درجات الحرارة المحيطة ودرجات حرارة العملية. بالإضافة إلى ذلك، تكون حساسات الضغط المدمجةأكثر حساسية للظروف البيئية وقد تكون أكثر عرضة للفشل من أجهزة إرسال الضغط HART الذكية.
تنجرف جميع أجهزة الإرسال مع مرور الوقت.
ولتحقيق دقة جيدة، تحتاج أجهزة الاستشعار إلى المعايرة بانتظام. ويُقترح أن تكون أجهزة استشعار الضغط المدمجة الأقل تكلفة، بسبب تصميمها، مقارنة بأجهزة إرسال الضغط المتطورة،أكثر انجرافاً. وتتطلب أجهزة استشعار الضغط المدمجة معايرة وصيانة أكثر انتظاماً.
أجهزة إرسال ضغط المعالجة هي فئة محسنة من محولات الضغط المدمجة من نوع القضيب التي تعمل على خطية قياسات الضغط وتضخيمها وتعويضها قبل عرض القراءة.
أجهزة استشعار الضغط الصناعية الذكية قادرة على مراقبة الضغط وتطبيقات التحكم في الضغط، مما يجعلها جزءًا لا يتجزأ من أنظمة إمداد السوائل.
تكون إشارة خرج جهاز الإرسال بشكل عام على شكل تيار (من 4 إلى 20 مللي أمبير) و/أو بروتوكول اتصال رقمي (HART، Modbus، Modbus، Fieldbus، إلخ).
هناك عدد من المزايا لاستخدام محول ضغط العمليات الذكي بدلاً من محول الضغط المدمج:
وبفضل خطية قياس الضغط، فإن جهاز إرسال الضغط الصناعي أكثر دقة وموثوقية من جهاز استشعار الضغط المدمج. تبلغ دقة أجهزة إرسال الضغط 0.065% أو أفضل من نطاق القياس المحدد.
يتم تعويض أجهزة إرسال الضغط للتغيرات في درجة الحرارة المحيطة ودرجة حرارة المعالجة، مما يجعلها مستقلة عن الظروف البيئية الخارجية. يمكن معايرة أجهزة إرسال الضغط الذكية باستخدامأدوات باستخدام بروتوكول HART لتعويض الانجراف بمرور الوقت وضمان الاستقرار على المدى الطويل.
تتمتع أجهزة إرسال ضغط العمليات HART بعمر تشغيلي أطول وهي أكثر متانة من محولات الضغط. وتتوفر مجموعة واسعة من المواد ووصلات المعالجة. وهي مصنوعة بقوة بتصميم يتضمن مواد فولاذية عالية الجودة، ولحامات TIG، ومسامير وصواميل عالية الجودة، وموانع تسرب وحشيات عالية الجودة. وهي مقاومة للاهتزازات وتتمتع بحماية عالية ضد الغبار والرطوبة.
يمكن استخدامها للتطبيقات ذات درجات الحرارة العالية مع فواصل غشائية.
هناك عدد من العيوب في استخدام جهاز إرسال الضغط بدلاً من مستشعر ضغط اقتصادي من نوع القضيب.
تعد أجهزة إرسال الضغط أغلى من أجهزة استشعار الضغط من نوع القضبان، لذلك هناك مفاضلة بين التكلفة والأداء.
حجمها ووزنها أكبر من مجسات الضغط المدمجة. لذلك لا يمكن تركيبها في التطبيقات التي تكون فيها هذه المعلمات ضرورية.
يمكن استخدام مستشعر الضغط في العديد من التطبيقات المختلفة في التصنيع والصناعة. أي منها يجب أن تختار لتطبيقك؟
يجب أخذ عدد من العوامل في الاعتبار عند اتخاذ قرار بشأن نوع المستشعر الأنسب لمشروعك: نطاق الضغط والدقة والأداء وإشارة الخرج ودرجة حرارة العملية وطبيعة السائل والنطاق السعري.
يوفر جهاز استشعار الضغط المدمج في شكل عصا نطاق ضغط ثابت. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تكييف نطاق جهاز إرسال الضغط الذكي مع التطبيق للحصول على تطابق مثالي.
تبلغ دقة جهاز إرسال الضغط HART 0.065% أو أفضل من نطاق القياس المحدد، بينما تبلغ دقة جهاز استشعار الضغط منخفض التكلفة 0.25% من النطاق الكامل. الأداء الحراري والاستقرار طويل الأجل لجهاز استشعار ضغط العملية أفضل 50 مرة من أداء جهاز استشعار الضغط المدمج.
إشارة الخرج التماثلية لجهاز إرسال الضغط هي 4-20mA مع بروتوكول HART، في حين أن إشارة الخرج التماثلية لجهاز استشعار الضغط المدمج هي 4-20mA أو 0-10V بدون بروتوكول HART.
تقتصر درجة حرارة مجس الضغط منخفض التكلفة على 100 درجة مئوية، في حين أن أجهزة إرسال ضغط العمليات يمكنها تحمل درجات حرارة تصل إلى 450 درجة مئوية، وذلك بفضل مانع تسرب الحجاب الحاجز.
يُستخدم بروتوكول هارت لضبط معلمات أجهزة إرسال الضغط ويمكن استخدامه أيضًا للتشخيص الذاتي لمراقبة صحة أجهزة الإرسال طوال فترة عملها. لا يتوفر بروتوكول الاتصال هذا في أجهزة استشعار الضغط المدمجة.
تتوافر أجهزة إرسال الضغط HART في مجموعة واسعة من المواد والتركيبات، مما يجعلها أكثر تنوعًا وقوة من مستشعرات الضغط.
يتراوح سعر أجهزة إرسال ضغط العمليات بين 400 و600 يورو، بينما يتراوح سعر جهاز استشعار الضغط المدمج منخفض التكلفة بين 100 و150 يورو.
تشرح هذه المقالة الفرق الرئيسي بين جهاز استشعار الضغط المدمج من النوع اللاصق وجهاز إرسال ضغط العمليات الذكي HART. وقد تمت كتابتها لتبديد أي مفاهيم خاطئة حول الاختلافات بين أنواع أجهزة الاستشعار المختلفة ولمساعدتك في اختيار الأنسب لتطبيقك.
أجهزة استشعار الضغط المدمجة أقل تكلفة من أجهزة إرسال ضغط المعالجة، ولكنها توفر أيضًا وظائف أقل ودقة أقل.
يمكن اختيارها عندما لا تحتاج إلى دقة عالية وعندما لا تكون صارمًا بشأن الأداء وانحراف القياس.
وهي اقتصادية ومرضية للتطبيقات ذات نطاقات الضغط القياسية ووصلات المعالجة.
تُستخدم مستشعرات الضغط منخفضة التكلفة بشكل عام في التطبيقات منخفضة التكلفة حيث تكون التكلفة من الاعتبارات الرئيسية.
وبسبب ثباته ومتانته على المدى الطويل، فإن جهاز إرسال الضغط يوفر تكاليف صيانة أقل وتوافر معدات أعلى من جهاز إرسال الضغط، مما يجعله أرخص وأكثر أمانًا على المدى الطويل.
توفر أجهزة إرسال الضغط وظائف ودقة أكبر.
عند مقارنة سعر محول الضغط بسعر جهاز إرسال ضغط العمليات الذكي، من الضروري مراعاة التكلفة الإجمالية للملكية. (TCO)
وهي خيار أفضل للتطبيقات الأكثر تطلبًا، كما هو الحال في صناعات النفط والغاز واللب والورق والكيماويات والهيدروجين والطاقة والمعادن والأسمنت.
